临汾市夏季小时降水的时空变化特征

临汾市夏季小时降水的时空变化特征

杨斌斌 孙悦 黄熙甜 李新蕾 代淑媚

山西省临汾市气象局，山西临汾 041000

摘 要：利用2003-2019年夏季6-8月临汾市17个气象观测站逐时降水资料，运用常规气象统计方法，分析了临汾市夏季小时降水的时空分布特征。结果表明：临汾市夏季降水呈现出山区高于平川，东山高于西山，中部盆地最少的特征；临汾市夏季降水量和降水时数的年变化呈减少趋势，小时降水强度呈弱增加趋势；临汾市夏季小时降水量、降水频次及降水强度的日变化均呈现“一主一次”的双峰型分布，降水量的双峰均较强；临汾市夏季小时降水日变化区域差异明显，各县市降水频发于03:00-09:00和16:00-20:00，07:00-09:00和15:00-18:00是强降水活跃时段，11:00-13:00和20:00-24:00为降水较弱时段。

关键词：夏季小时降水；降水时数；降水强度；日变化

中图分类号：P467 文献标志码：A

夏季是临汾市全年降水最集中的时期, 也是秋粮作物生长和形成产量的关键时期, 因此夏季降水对农业生产有着重要影响。随着现在科学技术的发展和气象观测站网的日趋完善，诸多国内学者对不同区域夏季逐时降水的日变化特征展开了大量的研究^[1-4]。由于气候及地形的因素，临汾市降水时空分布极不均匀，而且夏季降水对临汾市社会经济发展、旅游、交通、生态和农业生产等均有重大影响，研究临汾市夏季小时降水的日变化特征，不仅可以对农业生产起到指导意义, 同时也为气象防灾减灾和决策服务提供依据。

1 资料与方法

所用资料为临汾市2003-2019年17个国家气象观测站逐小时降水量资料，该数据经过了严格的质量控制和检验，选取夏季（6-8月）的数据进行研究。本文规定1 h降水量≥0.1 mm的时次记为有降水发生。夏季降水量是指2003-2019年6-8月各日各时次的降水累计量的17年平均值。全市逐时降水量（频次）变化为所选区域内各时次降水总量（时数）与台站数的算数平均值，单站逐时降水量（频次）为各时次总和，降水强度均为降水总量与降水频次的比值。

2 结果与分析

2.1空间分布特征

通过分析临汾市夏季小时累计降水量，得出临汾市夏季降水量呈现出山区高于平川，东山高于西山，中部盆地最少的特征。由于地理和地形的原因，地势高处的降水要比低处大，位于水汽输送迎风面上的降水要比背风面上大。临汾市中部盆地北窄南宽，南部较为宽广的平原成为较好的水汽输送通道，西南暖湿气流受到东部高海拔山脉的阻挡作用，东山的降水较为充沛，夏季降水量在293.9~315.0 mm。西山的汾西、蒲县、乡宁测站海拔高度在1000 m以上，夏季降水量在300 mm左右，成为西山的降水带。平川盆地内的尧都区、洪洞、侯马的海拔高度较低，降水量较少，洪洞最少为239.3 mm，与降水最高值安泽相差75.7 mm。

2.2时间变化特征

2.2.1 小时降水的年变化特征

临汾市2003-2019年夏季降水量全市平均为277.2 mm，2013年最多，为433.7 mm，2015年最少，为132.2 mm。临汾市夏季降水线性趋势变化呈现减少趋势，气候倾向率为 -20.2 mm/10a；近17年来夏季平均雨日为34.7 d，年平均小时降水时数为161.6 h，变化呈减少趋势，气候倾向率为 -21.6 h/10a；夏季小时降水强度为1.69 mm•h^-1，呈弱增加趋势，气候倾向率为 0.08 mm•h^-1/10a。夏季小时降水量及降水强度的最高值均出现在2013年，而降水小时数最多出现在2003年，它们的最低值都出现在2015年。

2.2.2 小时降水的日变化特征

图1给出了临汾市2003-2019年全市的小时平均降水量、小时降水频次及小时降水强度的日变化曲线及各县市分布图。

由图1a可知临汾市夏季逐时降水量日变化呈现明显的双峰型分布，双峰波动幅度基本一致，03:00-09:00和15:00-19:00这两个时段降水量较大，主峰值出现在16:00，副峰值出现在08:00，谷值出现在12:00。各县市小时降水量的日变化峰值集中在两个时段，主峰时段大致出现在16:00-18:00，西南部及东山的降水量最大，而且峰值时间比平川和东山提前1-2 h，副峰出现在早晨，西山在05:00-08:00，平川和东山则出现2个小高峰，平川出现在02:00和08:00，而东山出现在04:00和08:00。降水量谷值也出现了中午和前半夜两个时段，西山的谷值时间为09:00-13:00和20:00-次日02:00，而平川和东山的谷值时间为11:00-15:00和20:00-24:00。

由图1b可见，降水频次的日变化曲线呈现“一主一次”的双峰型分布，03:00-09:00和16:00-20:00是出现降水较多时段，主峰值出现在6:00，副峰值出现在19:00，与降水量主副峰时段相反，而且出现时间存在位相差，上午峰值较降水量提前2 h，下午滞后3 h；10:00-15:00是降水出现最少时段，谷值为12:00，与降水量谷值相同。各县市降水频次基本呈现双峰型分布，主峰比较一致，副峰差异显著，西山和东山的副峰均较强，西山下午的降水集中在14:00-22:00，较东山长2-4 h，其中吉县比较特殊，降水频次最少，而平川的副峰相对较弱，集中在17:00-19:00。吉县和平川的谷值时段较长，吉县集中在09:00-15:00和21:00-次日03:00，平川则集中在11:00-17:00和21:00-24:00。

由图1c可见，降水强度日变化曲线也呈现“一主一次”的双峰型分布，主峰值出现在16:00，副峰值出现在08:00，与降水量峰值一致。07:00-10:00和15:00-18:00是强降水活跃时段，19:00-次日06:00为降水较弱时段，21:00前后降水最弱。各县市降水强度区域差异性较大，主峰相对比较显著，最强降水出现在西山，集中在13:00-17:00，东山出现在16:00前后，平川则较晚在18:00前后；副峰时段则比较分散，除08:00前后出现高峰外，平川及东山分别在02:00和04:00前后出现又一个小高峰。各县市11:00-13:00和20:00-24:00这两个时段的降水均较弱。

图1 临汾市2003-2019年夏季小时平均降水量(a)、降水频次(b)、降水强度(c)的日变化特征

3 结论与讨论

（1）受地形因素影响，临汾市夏季累计降水量呈现出山区高于平川，东山高于西山，中部盆地最少的特征。西南暖湿气流经过临汾盆地南部后在向北和向东输送的过程中，受到吕梁山和太行山脉的阻挡，处在迎风坡的东部山区及吕梁山脉东侧的乡宁、蒲县、汾西成为降水量较为充沛的地区，平川盆地由于水汽通道的作用，降水量最为偏少。

（2）临汾市夏季降水年变化呈现减少趋势，小时降水时数也呈减少趋势，而小时降水强度呈弱增加趋势。2013年的夏季小时降水量及降水强度均最高，而2003年降水小时数最多，2015年的小时降水各项指标均最低。

（3）临汾市夏季小时降水量、降水频次及降水强度的日变化均呈现“一主一次”的双峰型分布。降水量的双峰均较强，主峰值出现在16:00，副峰值出现在08:00，谷值出现在12:00；降水频次的主峰值出现在6:00，副峰值出现在19:00，与降水量主副峰时段相反，而且时间存在位相差，上午峰值提前2 h，下午滞后3 h，谷值为12:00，与降水量谷值相同；降水强度的双峰值与降水量一致，21:00为谷值。临汾市夏季小时降水日变化区域差异明显，各县市降水频发于03:00-09:00和16:00-20:00，07:00-09:00和15:00-18:00是强降水活跃时段，11:00-13:00和20:00-24:00为降水较弱时段，吉县的降水频次最小，但降水强度最大，这与其处于黄河沿岸和迎风坡有关。

基于台站的小时观测降水资料，综合分析了临汾市夏季小时降水量、降水频次、降水强度的日变化特征和区域差异，对研究临汾市夏季降水变化特征有一定的参考意义。但由于已有资料的限制，本文所用的资料仅局限于2003-2019 年这17年，而且台站相对稀疏且分布不均匀，样本量不足导致分析结果存在一定的偏差，代表性问题有待后续资料的丰富做进一步考证和研究。

参考文献

[1] 宇如聪,李建,陈昊明,等.中国大陆降水日变化研究进展[J].气象学报,2014(5):948-968.

[2] 宇如聪,李建.中国大陆日降水峰值时间位相的区域特征分析[J].气象学报,2016,74(1):18-30.

[3] 韩函,吴昊旻,黄安宁.华北地区夏季降水日变化的时空分布特征[J].大气科学,2017,41(2):263-274.

[4] 唐红玉,顾建峰,俞胜宾,等.西南地区降水日变化特征分析[J].高原气象,2011,30(2):376-384.

第一作者：杨斌斌，男，1982年，山西省尧都区人，工程师，本科，主要从事人工影响天气和防雷减灾服务。

通讯作者：代淑媚，女，1980年，山西省太谷人，高工，本科，主要从事天气预报服务工作。